本發明涉及可燃氣體管道爆炸抑制技術領域，尤其涉及一種工業管道內可燃氣體爆炸抑制裝置的觸發方法。
背景技術：
輸運可燃氣體介質的管道在特定條件下，容易形成處于爆炸濃度范圍的可燃氣體/空氣混合物，在內因、外因的點火源作用下發生爆炸，初始爆炸如不能得到有效控制，爆炸火焰傳播將不斷加速，由局部爆炸蔓延為系統爆炸，帶來極大的人員傷亡、財產損失。爆炸抑制技術則是感知到爆炸信號后，以主動方式觸發抑爆裝置或利用爆炸沖擊波本身以被動方式噴灑抑爆介質，阻止、減弱直至完全熄滅火焰傳播。
關于可燃氣體爆炸抑制方法的技術信息，在已公開的中國專利文獻中已有報道，典型的有CN 103285541 A（一種抑制瓦斯爆炸的裝置及其使用方法）、CN 103883346 A（一種利用荷電細水霧抑制煤礦井下瓦斯爆炸的方法），更為典型的有CN 101940825 A（一種受限空間油氣爆炸抑制方法），但上述技術均未涉及抑爆裝置的觸發方法。而在實際使用過程中，抑爆裝置的觸發判劇及時機必須與爆炸火焰傳播及加速的具體特點相適應，選擇恰當時刻噴射抑爆介質是能否成功將爆炸予以抑制的關鍵因素之一，如抑爆介質過早噴射，爆炸火焰陣面距離抑爆介質尚遠，延遲噴射，則爆炸火焰陣面在噴射之前已越過噴射界面，均不能實現有效抑制爆炸火焰傳播的目標。同時現有技術也缺少是否將爆炸完全成功抑爆的監測手段和補救措施。另外爆炸初始信號檢測方法的靈敏度和可靠性也是需要合理解決的矛盾，如檢測方法過于靈敏，則生產工藝參數的正常波動也會引起抑爆裝置的誤動作，如過于鈍感，待檢測到爆炸信號、啟動抑爆裝置時，則爆炸火焰陣面業已超前于抑爆介質噴射，無法實現有效抑爆。
鑒于上述已有技術，有必要加以改進。為此，本申請人作了有益的探索與實際的嘗試，下面將要介紹的技術方案便是在這種背景下產生的。
技術實現要素：
本發明的任務在于提供一種工業管道內可燃氣體爆炸抑制裝置的觸發方法，提高抑爆裝置觸發的適時性、可靠性，增強爆炸抑制效果。
本發明的任務是這樣來完成的，一種工業管道可燃氣體爆炸抑制裝置，包括：
信號檢測及控制單元，通過屏蔽導線與該信號檢測及控制單元連接的7個紅外/電離探針復合爆炸火焰探測器所組成的探測陣列，即與該信號檢測及控制單元連接的第一紅外/電離探針復合火焰探測器、第二紅外/電離探針復合火焰探測器、第三紅外/電離探針復合火焰探測器、第四紅外/電離探針復合火焰探測器，第五紅外/電離探針復合火焰探測器、第六紅外/電離探針復合火焰探測器和第七紅外/電離探針復合火焰探測器；所述的信號檢測及控制單元連接有主抑爆裝置和備用抑爆裝置，第一紅外/電離探針復合火焰探測器、第二紅外/電離探針復合火焰探測器、第三紅外/電離探針復合火焰探測器、主抑爆裝置、第四紅外/電離探針復合火焰探測器、備用抑爆裝置、第五紅外/電離探針復合火焰探測器、第六紅外/電離探針復合火焰探測器（和第七紅外/電離探針復合火焰探測器在可燃氣體管道上依次排列。
進一步的，所述的第一紅外/電離探針復合火焰探測器、第二紅外/電離探針復合火焰探測器、第三紅外/電離探針復合火焰探測器、主抑爆裝置兩兩之間的間隔設置為L1；主抑爆裝置、第四紅外/電離探針復合火焰探測器和備用抑爆裝置兩兩之間的間隔設置為L2，L2為L1的三分之一；備用抑爆裝置、第五紅外/電離探針復合火焰探測器、第六紅外/電離探針復合火焰探測器和第七紅外/電離探針復合火焰探測器兩兩之間的間隔也設置為L1；
當爆炸火焰沿AB方向傳播，即從可燃氣體管道的左側向右側蔓延，則火焰陣面抵達第一紅外/電離探針復合火焰探測器時，第一紅外/電離探針復合火焰探測器將檢測到的爆炸特征信號反饋給信號檢測及控制單元，信號檢測及控制單元將抑爆裝置設定至預警狀態，并標記為時刻T1，當信號檢測及控制單元接收到來自第二紅外/電離探針復合火焰探測器的信號時，標記為時刻T2，并計算火焰在第一紅外/電離探針復合火焰探測器和第二紅外/電離探針復合火焰探測器間的L1距離內平均傳播速度V1=L1/(T2-T1)；當信號檢測及控制單元接收到來自第三紅外/電離探針復合火焰探測器時，標記為時刻T3，并計算火焰在第二紅外/電離探針復合火焰探測器和第三紅外/電離探針復合火焰探測器間的L1距離內平均傳播速度V2=L1/(T3-T2)，以及在第一紅外/電離探針復合火焰探測器、第二紅外/電離探針復合火焰探測器和第二紅外/電離探針復合火焰探測器、第三紅外/電離探針復合火焰探測器間的加速度Δv=（V2-V1）/((T3+T2)/2-(T2+T1)/2)；信號檢測及控制單元可根據火焰平均傳播速度V1、V2及加速度Δv準確估算出火焰自T3時刻起傳播至主抑爆裝置所要歷經的時間T，以確定主抑爆裝置的觸發時刻。
進一步的，若主抑爆裝置未能完全將火焰熄滅，當信號檢測及控制單元接收到來自第四紅外/電離探針復合火焰探測器的信號時，即刻觸發備用抑爆裝置。
進一步的，所述的紅外/電離探針復合火焰探測器成對安裝，探測器置于隔爆外殼內，采用螺紋聯結在被保護管道上。
進一步的，所述的紅外/電離探針復合火焰探測器的靈敏度可調，響應時間小于2ms。
進一步的，所述的紅外/電離探針復合火焰探測器陣列中探測器數量至少為7個。
進一步的，所述主抑爆裝置和備用抑爆裝置內儲存超細干粉抑爆介質，裝置內安裝有氣體發生器，抑爆裝置觸發后，氣體發生器產生的氮氣能夠在10ms時間內將抑爆裝置的壓力由常壓提升至10MPa，驅動抑爆介質噴射。
進一步的，紅外/電離探針復合火焰探測器、抑爆裝置在第四紅外/電離探針復合火焰探測器兩側對稱布置，初始爆炸發生在管道內任意方向，均能得到及時檢測及有效抑制。
與現有技術相比，本發明提供的技術方案具有如下有益效果：
1、紅外探測器和電離探針探測器的成對復合使用，消除工藝參數波動和環境干擾的影響而導致誤動作的同時，保證了探測靈敏度。
2、根據爆炸火焰傳感器檢測的信號，計算火焰傳播平均速度及加速度，準確預估火焰陣面到達抑爆裝置處的時間，恰當時刻觸發抑爆裝置，使得管道內抑爆介質云幕參數優化的條件下，火焰陣面到達，提高了爆炸抑制的適時性、有效性。
3、主、備抑爆裝置成套使用，當主抑爆裝置為能將爆炸火焰完全熄滅時，啟動備用抑爆裝置，爆炸抑制的可靠性顯著提升。
4、在管道上對稱布置，管道內無論從那個方向發生的初始爆炸，均能有效監測、抑制。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
圖1是本發明的可燃氣體管道抑爆裝置的示意圖。
附圖中各個附圖標記的含義說明如下：
a—可燃氣體管道、11—第一紅外/電離探針復合火焰探測器、12—第二紅外/電離探針復合火焰探測器、13—第三紅外/電離探針復合火焰探測器、14—第四紅外/電離探針復合火焰探測器、15—第五紅外/電離探針復合火焰探測器、16—第六紅外/電離探針復合火焰探測器、17—第七紅外/電離探針復合火焰探測器、21—主抑爆裝置、22—備用抑爆裝置、3—信號檢測及控制單元。
具體實施方式
為了使專利審查人員及公眾能夠更加清楚地理解本發明的技術實質和有益效果，申請人將在下面以實施例的方式作詳細說明，但是對實施例的描述均不是對本發明方案的限制，任何一句本發明構思所作出的僅僅為形式上的等效變換都應視為本發明的技術方案范疇。
本發明的可燃氣體管道抑爆裝置的觸發方法，具體步驟如下：
敬請參見附圖1，給出了直徑為300mm的可燃氣體管道a，該可燃氣體管道a上設置9個M36*3的螺紋孔，在這9個螺紋孔中從左到右依次安裝了第一紅外/電離探針復合火焰探測器11、第二紅外/電離探針復合火焰探測器12、第三紅外/電離探針復合火焰探測器13、主抑爆裝置21、第四紅外/電離探針復合火焰探測器14、備用抑爆裝置22、第五紅外/電離探針復合火焰探測器15、第六紅外/電離探針復合火焰探測器16和第七紅外/電離探針復合火焰探測器17。其中所述的第一紅外/電離探針復合火焰探測器11、第二紅外/電離探針復合火焰探測器12、第三紅外/電離探針復合火焰探測器13、主抑爆裝置21兩兩之間的間隔設置為L1=15m；第一抑爆裝置21、第四紅外/電離探針復合火焰探測器14和備用抑爆裝置22兩兩之間的間隔設置為L2=5m；備用抑爆裝置22、第五紅外/電離探針復合火焰探測器15、第六紅外/電離探針復合火焰探測器16和第七紅外/電離探針復合火焰探測器17兩兩之間的間隔設置為也L1=15m。
所述的7個復合火焰傳感器通過屏蔽線與信號檢測及控制單元3連接，該信號檢測及控制單元3與上述的主抑爆裝置21和備用抑爆裝置22連接；所述的主抑爆裝置21、備用抑爆裝置22內安裝有氣體發生器，并儲存了超細干粉抑爆介質。
在本實施例中，紅外火焰探測器優選而非限于地使用銦砷銻型紅外火焰探測器，電離火焰探測器優選而非限于地使用侵入式開關型電離火焰探測器。
在本實施例中，火焰沿AB的方向傳播，即從可燃氣體管道的左側向右側蔓延，則火焰陣面抵達第一紅外/電離探針復合火焰探測器11時，第一紅外/電離探針復合火焰探測器11將檢測到的爆炸特征信號反饋給信號檢測及控制單元3，信號檢測及控制單元3將抑爆裝置設定至預警狀態，并標記為時刻T1，當信號檢測及控制單元3接收到來自第二紅外/電離探針復合火焰探測器12的信號時，標記為時刻T2，并計算火焰在第一紅外/電離探針復合火焰探測器11和第二紅外/電離探針復合火焰探測器間12的L1距離內平均傳播速度V1=L1/(T2-T1)。
當信號檢測及控制單元3接收到來自第三紅外/電離探針復合火焰探測器13時，標記為時刻T3，并計算火焰在第二紅外/電離探針復合火焰探測器12和第三紅外/電離探針復合火焰探測器13間的L1距離內平均傳播速度V2=L1/(T3-T2)，以及在第一紅外/電離探針復合火焰探測器11、第二紅外/電離探針復合火焰探測器12和第二紅外/電離探針復合火焰探測器12、第三紅外/電離探針復合火焰探測器13間的加速度Δv=（V2-V1）/((T3+T2)/2-(T2+T1)/2)；信號檢測及控制單元3可根據火焰平均傳播速度V1、V2及加速度Δv準確估算出火焰自T3時刻起傳播至主抑爆裝置21所要歷經的時間T。
當信號檢測及控制單元3所記時刻達到T3+T，觸發主抑爆裝置21，主抑爆裝置21內的氣體發生器瞬間釋放氮氣，使得主抑爆裝置的壓力在10ms的時間內迅速提升至10MPa，驅動主抑爆裝置內21儲存的超細干粉抑爆介質的完全噴灑，在一定長度的管道內形成抑爆介質云幕時，火焰陣面抵達該位置，抑制爆炸火焰的場景得以優化。
如主抑爆裝置21未能完全將火焰熄滅，當信號檢測及控制單元3接收到來自第四紅外/電離探針復合火焰探測器14的信號時，即刻觸發備用抑爆裝置22，備用抑爆裝置22內的氣體發生器瞬間釋放氮氣，使得備用抑爆裝置22的壓力在10ms的時間內迅速提升至10MPa，驅動備用抑爆裝置22內儲存的超細干粉抑爆介質的完全噴灑，進一步增強抑爆效果。